Автоматические выключатели КЭАЗ ВА51: полный технический анализ
Автоматические выключатели серии ВА51 производства Курского электроаппаратного завода (КЭАЗ) представляют собой модульные аппараты защиты в литом корпусе, предназначенные для эксплуатации в электрических сетях переменного тока частотой 50/60 Гц с номинальным напряжением до 690 В и постоянного тока до 440 В. Данные выключатели выполняют функции защиты линий, электрооборудования и потребителей от токов перегрузки и короткого замыкания, а также могут использоваться для нечастых оперативных включений и отключений цепей. Конструкция аппаратов соответствует требованиям ГОСТ Р 50030.2 (МЭК 60947-2) и характеризуется высокой коммутационной стойкостью, механической износостойкостью и широким диапазоном регулировок.
Конструктивные особенности и устройство
Автоматический выключатель ВА51 является трехполюсным аппаратом (также существуют одно-, двух- и четырехполюсные исполнения). Основные компоненты заключены в литой корпус из термостойкой пластмассы, обладающей высокой дугостойкостью и механической прочностью. Конструктивно аппарат включает в себя следующие ключевые узлы:
- Система главных контактов: Двухразрывные контакты на каждый полюс, изготовленные из металлокерамических материалов, обеспечивают высокую отключающую способность и стойкость к электрической эрозии.
- Дугогасительная система: Камера с деионными решетками из стальных пластин, эффективно дробит и гасит электрическую дугу, возникающую при отключении токов короткого замыкания.
- Расцепители: Комбинированный расцепитель, включающий тепловой (биметаллический) элемент для защиты от перегрузки и электромагнитный (соленоидный) элемент для защиты от токов КЗ.
- Механизм управления: Ручной привод с четким положением «включено»/«отключено», возможностью дистанционного отключения и независимым расцепителем. Механизм обеспечивает быстрое замыкание и размыкание контактов независимо от скорости движения рукоятки.
- Система регулировок: Встроенные регулировочные органы для настройки уставок теплового и электромагнитного расцепителей (в зависимости от типа).
- Вспомогательные контакты (контакт положения): Сигнализация состояния ВКЛ/ВЫКЛ аппарата. Могут быть независимыми (NO/NC) или срабатывающими при аварийном отключении.
- Расцепитель минимального напряжения (RN): Отключает выключатель при снижении напряжения в сети ниже 0.7 Uн, защищая от самозапуска оборудования.
- Расцепитель нулевого напряжения (RUR): Срабатывает при снижении напряжения до (0.35…0.55) Uн.
- Дистанционный расцепитель (RPS): Позволяет отключать выключатель подачей внешнего сигнала.
- Приводы (ручной и моторный): Для дистанционного управления. Моторный привод позволяет автоматизировать операции включения/отключения.
- Блокировки: Механические блокировки между двумя выключателями (типа «ВКЛ-ВЫКЛ») или блокировка дверцы шкафа.
- Номинальный ток: Должен быть равен или превышать расчетный ток защищаемой линии (Iн ≥ Iр). При этом необходимо учитывать температуру окружающей среды, так как токовая характеристика теплового расцепителя зависит от нее.
- Характеристика срабатывания: Выбирается исходя из типа защищаемой нагрузки и ее пусковых токов (B, C, D).
- Отключающая способность: Должна быть не меньше ожидаемого тока КЗ в точке установки аппарата (Icu ≥ Iк.з.).
- Селективность: Для обеспечения селективности с аппаратами защиты, установленными ближе к источнику питания или нагрузке, необходимо анализировать время-токовые характеристики (ВТХ) и, при необходимости, использовать выключатели с полупроводниковыми расцепителями, имеющими регулируемые задержки.
- Вводно-распределительные устройства (ВРУ) жилых, общественных и промышленных зданий.
- Главные распределительные щиты (ГРЩ) и этажные щитки.
- Щиты управления и автоматики промышленных предприятий.
- Защита электродвигателей в составе магнитных пускателей и мягких пускателей.
- Системы гарантированного и резервного электроснабжения.
Основные технические характеристики и классификация
Серия ВА51 подразделяется на несколько типоразмеров (габаритов) в зависимости от номинального тока. Ключевые параметры представлены в таблице.
Таблица 1. Классификация и основные параметры выключателей ВА51
| Параметр | ВА51-25 | ВА51-31 | ВА51-35 | ВА51-39 |
|---|---|---|---|---|
| Номинальный ток In, А | 16, 20, 25 | 32, 40, 50, 63 | 80, 100, 125 | 160, 200, 250 |
| Номинальное рабочее напряжение Ue, В (AC) | до 690 | |||
| Номинальная отключающая способность Icu (при 400 В), кА | 25 | 25 | 35 | 50 |
| Класс токоограничения | 3 | |||
| Степень защиты по корпусу | IP20 (при установке в щит) | |||
| Механическая износостойкость, циклов В-О | не менее 10000 | |||
| Электрическая износостойкость, циклов при In | не менее 4000 | |||
Типы расцепителей и время-токовые характеристики
Выключатели ВА51 комплектуются различными типами расцепителей, определяющих их область применения. Основные типы: тепловой (Т), электромагнитный (М), полупроводниковый (S) и комбинированный (термомагнитный). Наиболее распространены комбинированные расцепители с фиксированными или регулируемыми уставками.
Таблица 2. Характеристики срабатывания электромагнитных расцепителей (мгновенного)
| Тип характеристики | Обозначение | Диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя | Типовое применение |
|---|---|---|---|
| B (Стандартная) | ВА51-31-34… | (3…5) In | Защита линий освещения, розеточных групп, кабелей с низкими пусковыми токами. |
| C (Универсальная) | ВА51-31-36… | (5…10) In | Универсальная защита смешанных сетей, цепи с двигателями малой и средней мощности. |
| D (Для нагрузок с высокими пусковыми токами) | ВА51-31-38… | (10…14) In | Защита цепей с трансформаторами, электродвигателями, сварочным оборудованием. |
Тепловой расцепитель имеет обратнозависимую выдержку времени. Его характеристика описывается кривой, где время срабатывания уменьшается с ростом тока перегрузки. Уставка теплового расцепителя, как правило, регулируется в диапазоне (0.7…1.0) In для каждого типоразмера.
Комплектация и дополнительные устройства
Выключатели ВА51 могут оснащаться широким спектром дополнительных устройств, расширяющих их функциональность:
Выбор, монтаж и эксплуатация
Выбор автоматического выключателя ВА51 осуществляется на основе следующих критериев:
Монтаж осуществляется на стандартную монтажную панель (рейку) DIN TH35. Подключение проводников – как переднее, так и заднее (в зависимости от модификации), сечение подключаемых шин и кабелей должно соответствовать номинальному току полюса. Эксплуатация допускается в условиях окружающей среды: температура от -40°С до +50°С, высота над уровнем моря до 2000 м, относительная влажность до 95% при +25°С.
Сравнение с аналогами и область применения
По своим характеристикам и надежности выключатели КЭАЗ ВА51 являются прямыми аналогами таких серий, как IEK ВА47, DEKraft ВА47, EKF ВА47, Schneider Electric EasyPact, ABB SACE Tmax. Основные преимущества ВА51 – высокая отключающая способность при напряжении 690 В, наличие регулировок уставок, развитая система дополнительных устройств и полное соответствие отечественным стандартам. Область применения охватывает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ВА51 от более распространенного ВА47?
ВА51 – это выключатель в литом корпусе (MCCB), рассчитанный на более высокие токи (до 250А) и напряжения (до 690В), с высокой отключающей способностью (до 50кА) и возможностью регулировки уставок. ВА47 – модульный выключатель (MCB) в пластиковом корпусе для токов до 125А, как правило, с нерегулируемыми характеристиками и меньшей стойкостью. ВА51 предназначен для профессионального применения в промышленных сетях.
Как правильно настроить уставки теплового и электромагнитного расцепителей?
Настройка производится с помощью регулировочных органов на лицевой панели выключателя. Уставка теплового расцепителя (Ir) устанавливается в диапазоне 0.7…1.0 In в соответствии с расчетным током линии. Уставка электромагнитного расцепителя (Ii) выбирается в зависимости от типа характеристики (B, C, D) и ожидаемых пусковых токов нагрузки. Для точной настройки селективности необходимо использовать ВТХ конкретного аппарата.
Можно ли использовать ВА51 для защиты цепи постоянного тока?
Да, выключатели ВА51 пригодны для работы в цепях постоянного тока напряжением до 440 В. Однако при этом номинальная отключающая способность снижается. Точные значения Icu для постоянного тока указаны в технической документации завода-изготовителя и зависят от напряжения и конструкции полюсов (количества разрывов на полюс).
Как обеспечить селективность между двумя последовательно стоящими выключателями ВА51?
Для обеспечения полной (абсолютной) селективности необходимо, чтобы время-токовые характеристики верхнего (вводного) и нижнего (отходящего) выключателей не пересекались в диапазоне токов КЗ. Этого можно достичь, выбирая аппараты с разными номиналами и характеристиками, а также используя выключатели с электронными расцепителями (тип S), где можно программно задать выдержку времени на отключение при КЗ.
Каков порядок проведения технического обслуживания выключателя ВА51?
Обслуживание включает в себя внешний осмотр на отсутствие механических повреждений и загрязнений, проверку надежности крепления и подтяжку внешних соединений (с предварительным отключением от сети), проверку работоспособности механизма управления путем нескольких ручных операций «включить-отключить», а также, при наличии оборудования, контроль сопротивления изоляции. Регламентные работы по проверке уставок и отключающей способности должны проводиться квалифицированным персоналом с использованием специальных испытательных установок.
Что означает класс токоограничения 3?
Класс токоограничения 3 означает, что выключатель ограничивает ток короткого замыкания настолько эффективно, что фактическое время отключения (от момента возникновения дуги до ее гашения) составляет менее 3-4 миллисекунд, а пропускаемая через аппарат пиковая величина тока (Iп) и тепловая энергия (I²t) значительно ниже, чем у аппаратов класса 1 или 2. Это снижает электродинамические и термические нагрузки на защищаемую кабельную линию и оборудование.
Заключение
Автоматические выключатели КЭАЗ серии ВА51 представляют собой надежное, проверенное временем решение для организации защиты силовых и распределительных сетей низкого напряжения в условиях промышленных предприятий и крупных объектов гражданского строительства. Широкий диапазон номиналов, возможность регулировки уставок, высокая коммутационная стойкость и развитая система аксессуаров позволяют гибко проектировать защиту, обеспечивая требования селективности, надежности и безопасности. Соответствие международным стандартам и наличие полного комплекта технической документации облегчают их интеграцию в любые проекты.